SU747487A1 - Аппарат дл кристаллизации - Google Patents

Description

(54) АППАРАТ ДЛЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

1

Изобретение относитс  к аппаратам дл  кристаллизации солей из растворов охлаждением через стенку и может найти применение в коксохимической и химической промышленности .

Известны кристаллизаторы с охлаждающей поверхностью в зоне роста кристаллов, которые состо т из корпуса, теплообменного и перемешивающего устройства, а также приспособлений дл  ввода и вывода раствора 1.

Принцип действи  данных аппаратов основан на охлаждении исходного раствора теплообменом через стенку в присутствии кристаллов, поддерживаемых во взвещенном состо нии посредством перемещивающих устройств (главным образом за счет циркул ции раствора).

Основными недостатками указанных аппаратов  вл ютс  мала  удельна  производительность и инкрустаци  охлаждающей поверхности вследствие невысокой турбулентности , наличи  застойных зон и низкой концентрации твердой фазы в суспензии у охлаждающей поверхности теплообменного устройства , а также низкое качество получае

мого продукта по фракционному составу и крупности кристаллов.

Известен аппарат-кристаллизатор, охлаждаемый посредством принудительной циркул ции , состо щий из секционного корпуса, внутри которого расположены трубчатое теплообменное устройство и вертикальна  перегородка, котора  установлена только в верхней и нижней част х аппарата 2.

Кристаллизатор снабжен также патрубками дл  ввода и вывода раствора и имеет

10 циркул ционный насос.

Аппарат работает следующим образом.

Исходный раствор, поступа  в кристаллизатор , смещиваетс  с циркулирующим раствором, содержащим кристаллы. При 15 этом, проход  через теплообменное устройство в восход щем и нисход щем потоках, он охлаждаетс  посредством теплопередачи до состо ни  пересыщени . В результате этого происходит возникновение зародышей и рост кристаллов. Полученные кристаллы

20 вместе с отработанным раствором вывод тс  в верхней части аппарата. Циркул ци  суспензии осуществл етс  насосом, расположенным в нижней части аппарата.

Недостатком данного аппарата  в,;1 етсл невозможность получени  крупнокристаллического моподисперсного продукта вследствие интенсивной циркул ции суспензии, осуществл емой осевым насосом.

Цель изобретени  - улучшение фракционного состава, получение крупнокристаллического продукта и повышение удельной производительности аппарата.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что и fiiinapaTC верхний конец вертикальной перегородки жестко соединен с крышкой аппарата , а нижний конец ее расположен под теплообменным устройством и снабжен отсекателем .

Кроме того, аппарат снабжен горизонтальным желобом, расположенным по обе стороны вертикальной перегородки в верхней части аппарата и гидрозатвором, соединенным с помощью сливных труб с желобом , а крышка снабжена патрубками ввода и вывода газа.

Указанные конструктивные отличи  позвол ют осугцествить V-образное возвратнопоступательное движение суспензии в зоне охлаждени , благодар  чему обеспечивает с  оптимальный гидродинамический режим, необходимый дл  интепсиф.1кации процессов тепло- и массопередачи и получени  крупнокристаллического продукта.

На фиг. 1 приведена при щипиальна  схема предложенного аппарата дл  кристаллизации , , вид с ередп с разрезом; на фиг. 2 - ег( вид слева.

Аппарат дл  криста.ллизации состоит из корпуса 1, ра пир ющегос  в верхней и сужающегос  в нижней чатс х и имею цего трубу 2. Сверху корпуса размещена к)ьппка 3, котора  снабжена патрубка.ми ввода и вывода газа 4 и жестко соединена с вертикальной перегородкой 5.

В средней части аппарата смонтировано теплообменное устройство 6, состо щее из труб 7, закрепленных на двух противоположных стенках корпуса и переточных коллекторов 8, снабженных патрубками ввода 9 и 10 и вывода 11 и 12 хладоносител .

Вертикальна  перегородка 5 установлена параллельно трубам 7 теплообменного устройства и снабжена на нижне.м конце под теплообменным устройством 6 обтекателем 13, имеющим кгшлевидное сечение.

В верхней части аппарата по обе стороны вертикальной перегородки 5 установлен |-оризонтальный желоб 14, соединенный сливпыми трубами 15 с гидрозатвором 16.

В нижней части аппарата установлен; труба 17 с двум  фланцами 18 и перфорацией 19 на нижней образующей, предназначенна  дл  ввода исходного раствора по всему сечению аппарата. Патрубок 20 предназначен дл  вывода суспензии, а njTynep 21 - дл  опорожнени  аппарата. Аппарат набжен также пластинами 22, штуцерами 23, 24 и 25.

Па уровне переливного желоба 14 уст;;

чпвленные пластины 22 расположены парал: ельно стенкам желоба 14 и корпуса 1.

Наличие вертикальной перегородки 5,

жестко соединенной с крькикой аппарата 3,

а также патрубков ввода и вывода газа 4 и гидрозатвора 16 позвол ет создавать поочередно в левой и правой части газового пространства аппарата избыточное даз.1ение , что обеспечивает V-образную пульсацию суспензии с определенной частотой и

амплитудой колебани .

Установка под теплообмеиным устройством 6 обтекател  13, которым заканчиваетс  нижний конец перегородки 5, позвол ет при пульсации устранить завихрени  жидкости и равномерно по сечению аппарата в нижней части теплообменного устройства распределить ее поток.

Горизонтальный желоб 14 служит дл  равномерного и быстрого вывода раствора в процессе пульсации, а пластины 22 при

этом устран ют горизонтальное колебание поверхности раствора.

Труба 2 корпуса 1 предназначена дл  первоначального заполнени  кристаллизационного объема аппарата слоем кристаллов .

Аппарат дл  кристаллизации работает следующим образом.

Исходный раствор по трубе 17 непрерывно подаетс  в нижнюю часть аппарата. Через цатрубки 4 поочередно то в правой , то в левой части газового пространства, образованных перегородкой 5, создаетс  давление. Благодар  этому в кристаллизаторе достигаетс  V-образное возвратно-поступательное движение раствора. После этого зона теплообменного устройства 6

кристаллизатора заполн етс  слоем кристаллов посредством загрузочной трубы 2.

По достижении требуемой частоты и а.мплитуды колебаний суспензии в межтрубном пространстве теплообменного устройства 6, соответствующих частоте и величине создаваемых импульсов давлени  в правой и левой част х газового пространства кристаллизатора в патрубок 9 подаетс  охлаждающа  вода.

Раствор, проход  слой кристаллов в зоне

теплообменного устройства 6, охлаждаетс  теплообменом в режиме пульсации с одновременным сн тием пересыщени  поверхностью кристаллов. Гидродинамический режим в зоне теплообменного устройства 6, Становившийс  в результате пульсации суспензии , создает наиболее благопри тные ус/юви  дл  интенсивного протекани  процессов тепло- и массопередачи и роста кристаллов при незначительном зародышеобразовании .

В расшир ющейс  части корпуса аппарата 1 маточ}1ый раствор отдел етс  от твердой фазы благодар  сепчр.лции и синхронно частоте пульсации, переливаетс  порци ми через кромк :4)i). же.чоба 14, затем по сливным трубам 15 иоочере.г но то с правой, то с левой части аппарата в равных количествах выводи ге  в гидрозатвор 16. Отсюда о.члажденЛЛЙ раствор забираетс  насосом через штуцер 23 и подаетс  в патрубок 10 теплообменпого устройства 6 в качестве хладоносител . В результате теплообмена с исходным раствором маточник подогреваетс  и возвращаетс  ненасыщенным в гидрозатвор 16 через штуцер 24. Это позвол ет сократить расход охлаждающей воды и теплоносител .

По сливному штуцеру 25 подогретый насыщенный раствор выводитс  из аппарата.

Из нижней части аппарата через патрубок 20 непрерывно или периодически выводитс  суспензи  крупнокристаллического продукта .

Предлагаемый аппарат позвол ет обеспечить производство крупнокристаллического монодисперсного продукта при высокой удельной производительности и незначительном расходе газа невысокого давлени  (например коксового после газодувок цеха улавливани ). Кроме того, сокращаетс  расход охлаждающей воды.

f

Claims (2)

1.Аппарат дл  кристаллизации, включающий секционированный корпус с крыщкой и вертикальной перегородкой, теплообменное устройство и устройства дл  ввода и выво.ча раствора, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  фракционного состава , получени  крупнокристаллического продукта и повышени  удельной производительности , верхний конец перегородки жестко соединен с крышкой, а нижний конец ее

расположен под теплообменным устройством и снабжен отсекателем.

2.Аппарат по п. 1, отличающийс  тем, что он снабжен горизонтальным желобом, расположенным в верхней части аппарата по обеим сторонам перегородки, пластинами , расположенными параллельно стенкам желоба, и гидрозатвором, соединенным посредством сливных труб с желобом, а крышка снабжена патрубками ввода и вывода газа.

Источники информации, прин тые во вни.мание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 247228, кл. В 01 D 9/02, 08.08.66.

2.Патент США № 3976430, кл. 23--273, 24.08.76 (прототип).

Фиг.{

4 3